Interannual to decadal variations of oceanic submesoscale motions in the Kuroshio Extension region

黑潮延伸区海洋亚中尺度运动的年际至年代际变化

• 批准号: 20K04075
• 负责人: 佐々木 英治
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04075/
• 关键词: 海洋微細循環; 経年変動; 高解像度海洋シミュレーション; サブメソスケール; 微細循環; 高解像度海洋モデル; 海洋のサブメソスケール微細循環; 黒潮続流域; 海洋微細構造; 経年から十年規模変動; スケール間相互作用; 海洋生態系

本研究では海洋の大規模循環，中規模渦，サブメソスケールの微細循環を同時に再現しうる水平解像度約３キロメートルの高解像度で実施した北太平洋海洋モデルの1990年から2018年までの過去再現実験の出力を用いて，冬季に活発な微細循環の経年から10年規模変動を調べている。冬季に活発な微細循環は、混合層が深く南北の密度勾配が大きくなることで蓄積された混合層内の大きな有効位置エネルギーが混合層不安定で放出されて運動エネルギーに遷移することで活発になるが、亜熱帯東部北太平洋域では、有効位置エネルギーが大きくなる年に微細循環がより活発になることで経年変動が生じていることが明らかになった。また、その経年変動はエルニーニョ年に微細循環が活発になることが明らかなり、気候変動との関係も解明された。さらに、解像度が粗い１度のアルゴフロートの月平均観測データを用いて、混合層深と表層の密度分布から有効位置エネルギーを算出することで、亜熱帯東部北太平洋域の冬季の微細循環の経年変動を診断しうることを提案した。この成果は、Geophysical Research Lettersから出版された。また、黒潮親潮続流域の冬季の混合層深は、その海域では海上風が強く、大気による冷却が強いにもかかわらず周辺海域よりも浅いが、そのメカニズムは明らかになっていなかった。そこで、水平解像度3キロメートルの海洋モデルの出力を用いて、冬季に黒潮親潮続流域でサブメソスケールの微細循環が混合層不安定で活発になり、その非地衡流が混合層内の鉛直方向の等密度面を水平方向に傾けることで成層化を促進し、混合層深を浅化させることが、この領域の冬季の混合層が周辺海域より浅くなっている要因であることを解明した。この研究成果は、中国海洋大学の研究者との共著論文としてJournal of Geophysical Research: Oceansから出版された。

在这项研究中，我们使用水平约3公里高分辨率的北太平洋海洋模型进行了过去的再现实验，该模型可以使用输出同时再现大尺度海洋环流、中尺度涡流和亚中尺度微循环。我们正在研究冬季活跃的微循环的年际至年代际波动。冬季活跃的微循环，在混合层较深、南北密度梯度变大时变得活跃，混合层中积累的大量有效势能因混合层的不稳定而被释放并转化为动能。然而，在北太平洋东部副热带地区，由于有效势能增加的年份，微循环变得更加活跃，因此出现了年际波动。此外，还揭示了厄尔尼诺年微循环变得更加活跃，与气候变化的关系也得到了阐明。进一步利用粗分辨率1度Argo浮标月平均观测数据，根据混合层深度和表层密度分布计算有效势能，计算出副热带东部副热带冬季微循环的年际波动。北太平洋地区提出了一种诊断方法。该成果发表在《地球物理研究快报》上。此外，黑潮亲潮延伸盆地的冬季混合层深度比周围水域浅，尽管该地区有强烈的近海风和强烈的大气冷却，但其背后的机制尚不清楚。因此，利用水平分辨率为3 km的海洋模式输出，我们发现黑潮-亲潮伸展盆地冬季由于不稳定的混合层，亚中尺度微循环变得活跃，非地转流在黑潮-亲潮伸展盆地内垂直流动。我们发现，该区冬季混合层较周边海域浅的原因是该区等密度面水平倾斜，促进了层结，使混合层深度变浅。该研究成果与中国海洋大学研究人员合作发表在《地球物理研究杂志：海洋》上。

项目成果

Interannual to Decadal Variations of Submesoscale Motions in the Subtropical North Pacific

北太平洋副热带次中尺度运动的年际至年代际变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Hideharu Sasaki;Bo Qiu;Patrice Klein;Masami Nonaka;Yoshikazu Sasai
• 通讯作者: Yoshikazu Sasai

Submesoscale Frontal Instabilities Modulate Large‐Scale Distribution of the Winter Deep Mixed Layer in the Kuroshio‐Oyashio Extension

亚中尺度锋面不稳定性调节黑潮-亲潮延伸区冬季深层混合层的大规模分布

• DOI: 10.1029/2022jc018915
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Oceans
• 作者: Ding Yang;Xu Lixiao;Xie Shang‐Ping;Sasaki Hideharu;Zhang Zhengguang;Cao Haijin;Zhang Yang
• 通讯作者: Zhang Yang

Interannual Variations of Submesoscale Circulations in the Subtropical Northeastern Pacific

• DOI: 10.1029/2021gl097664
• 发表时间: 2022-03
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: H. Sasaki;B. Qiu;P. Klein;M. Nonaka;Y. Sasai

University of Hawaii/California Institute of Technology(米国)

夏威夷大学/加州理工学院（美国）

Interannual variations of submesoscale motions in the subtropical Eastern Pacific

东太平洋副热带次介尺度运动的年际变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Suzuki Ryotaro;Higuchi Atsushi;浅野公之・岩田知孝・吉田邦一・井上直人・染井一寛・宮腰 研・大堀道広;Hideharu Sasaki
• 通讯作者: Hideharu Sasaki